Ci sono due categorie principali di particelle subatomiche-fermioni e bosoni. Fermioni sono le particelle che noi consideriamo "roba"-leptoni, come l'elettrone, il neutrino, e cugini, e quark come i quark up e altri nella sua famiglia considerevole. Bosoni di gauge sono le particelle che mediano le quattro forze fondamentali della natura-le forze nucleari forte e debole, l'elettromagnetismo, e la gravità. Questi includono il fotone familiare, e la sua molto meno frequentemente visto cugini, i bosoni W e Z, gluoni, e (i fisici si aspettano) il gravitone, il tanto ricercato particelle pensato a mediare interazioni gravitazionali.

E 'importante capire la differenza tra le particelle subatomiche e le particelle fondamentali. Fondamentali significa che la particella non ha componenti più piccoli, è fondamentale. Non tutte le particelle subatomiche sono fondamentali, anche se tutte le particelle subatomiche conosciute sono fondamentali, nel senso più piccolo di atomi. Per esempio, protoni e neutroni, particelle subatomiche che compongono l'atomo, sono particelle composte, piuttosto che quelli fondamentali, essendo costituito da ancora più piccoli quark e gluoni. Esotiche particelle come il neutrino tau o muoni sono subatomica, perché sono più piccole di atomi, ma è utile ricordare che questi non fanno parte degli atomi che compongono le strutture visibili nel nostro universo.

Le particelle subatomiche sono così numerose e varie che i fisici hanno utilizzato il termine "zoo delle particelle" per descriverli. Nel settore dei leptoni, ci sono 3 tipi di elettrone-elettrone, muone e tau-3 tipi di neutrini, e le loro antiparticelle, facendo 12 leptoni. Ci sono quattro bosoni di gauge nota-il fotone, i bosoni W e Z, e gluoni. Due bosoni supplementari, che quasi certamente esistono, ma non sono ancora stati rispettati, includono il bosone di Higgs e il gravitone. Questo porta il totale delle particelle fondamentali a 18. Aggiungi nella parte superiore, in basso, in basso, in alto, strano, e quark charm, e la loro antiquark, e si dispone di 30 fondamentali, le particelle subatomiche.

Tuttavia, che non è tutto. Si può ricordare che un protone o neutrone è costituito da tre quark. Questi includono di una delle due quark up e down, e uno dei quark rimanenti, incollati con gluoni nel nucleo dell'atomo. Tuttavia, questo non è l'unica configurazione quark possibile-solo il più stabile. Se si potesse in qualche modo pick up particelle fondamentali a volontà e stick insieme nelle configurazioni arbitrarie, è possibile creare migliaia di nuove particelle subatomiche.

Centinaia di queste particelle subatomiche sono stati effettivamente osservati in esperimenti con gli acceleratori di particelle. Essi comprendono mesoni, che hanno solo due quark e adroni, che hanno tre come i protoni ei neutroni. Ci sono anche i cosiddetti glueball o gluonium, particelle subatomiche composto da nulla, ma gluoni, e il Tetraquark sospetti, una specie di particelle subatomiche che potrebbe essere composto da quattro quark. Do pentaquarks e al di là di esistere? Forse è così, ma per trovarli richiederebbe apparato sperimentale ben al di sopra delle nostre attuali migliori.